城市地理信息系统标准化设计

城市地理信息系统标准化设计是按照已有的相关国家标准、 行业标准和地方标准，针对城市的实际情况、系统目标和用户需求， 制定规范化和标准化文件，作为总体设计的一个组成部分。

城市地理信息系统规范化和标准化设计的内容包括：

1.地理定位控制

地理定位控制主要指城市地理信息系统中各种与地理位置有关的信息的平面控制系统和高程控制系统， 两者都应当是统一的，或者可转换为—种确定的定位控制系统。 统一的地理定位控制是各类城市地理信息空间定位、相互拼接和配准的必备条件。

①平面控制系统平面控制系统是最基本的地理空间定位系统之一， 用于确定各种自然和社会经济要素的平面空间地址， 即地理平面位置，正确反应真实世界中各种实体之间的平面位置关系。

现有各种城市地图和有关数据所采用的平面控制系统可能是多种多样的， 除地理坐标系统（即经度、纬度）外， 大致有全国统一平面直角坐标系统和独立坐标系统两大类。 独立坐标系是由各城市自行确定的以某一特定点为原点的平面直角坐标系统。 一般说来，独立坐标系与全国统一坐标系通过已知参数的平移和（或）旋转运算，可以互相转换。

设计城市地理信息系统时，应当选定一个平面控制系统作为整个系统的统一的平面控制基础。 如果选用独立坐标系，还应确定它与全国统一坐标系间的转换参数。 用于建设该城市信息系统的各种地形图、 专题地图和其他有关数据均应归一到这个统一的平面系统中。

②髙程控制系统高程控制系统是地理空间定位的另一重要系统， 用于确定各种自然和社会经济要素相对于某一起始髙程平面的高度（即高程）。 高程控制系统与上述平面控制系统结合， 可用来正确反映真实世界中各个实体之间的三维空间关系。

高程坐标系也有全国统一高程系和独立髙程系之分。 独立高程系与全国统一高程系之间通过已知的高程改正参数， 可以互相转换。设计城市地理信息系统时， 应当选定一个高程系统作为整个系统的髙程控制基础。 如果选用独立高程系，应确定它与全国统一高程系间的高程转换参数。 所有地形图以及与高程有关的各种专题地图和其他数据， 均应归一到这个统一的高程系统中。

③区域多边形控制系统在城市地理信息系统中常需要按特定的多边形区域对信息进行检索和分析， 例如按行政单元分析人口分布特征，按开发区分析社会经济活动等等。 这就要求系统设计统一规定的区域多边形系统。 不同城市的区域多边形划分可以不同。 常用的有按行政区划分的市、区（县）、街道办事处和居民委员会区域的多边形系列； 按建筑群体划分的小区和街区多边形； 按活动性质划分的开发区、金融贸易区、商业区、文化区、旅游区和居住区多边形，等等。 应当规定各种多边形区域的界线、名称、类型和代码， 形成统一的区域多边形控制系统。

2.困形数据的分类与编码

依据现有国家标准和相关标准，确定统一的图形数据分类与编码。 图形数据的分类码应包括基础信息及各类专题信息图形数据的分类和代码。 其中，1:500〜1:2000的基础信息数据分类码执行国标GB14804-93的规定， 1:5000及更小比例尺的基础信息数据分类码执行国标GB/T13923-92的规定， 要注意建立这两者之间分类与编码的转换关系。各专业类别的数据分类与代码， 如规划管理、市政管线、交通、用地管理、房产管理、环境与灾害、 公共设施、公安、社会经济等，凡已有标准的， 应执行国家标准或行业标准，否则，可以制定临时的分类与编码方案， 列出临时分类代码表，待相应国标颁布实施后再予以转换。

图形数据的标识码用于对主要要素的标识，如道路、道路交叉口、 街坊、市政工程管线、宗地、地块、建筑物、公共设施等， 都应编写标识码。其中道路、道路交叉口、街坊、 市政工程管线的标识码应遵照国标GB/T14395-93规定的编码结构规则， 结合城市平面几何图形特点和应用习惯， 首先确定定位分区代码（即方位码），再分别确定各类要素实体的代码结构， 从而构成这几类城市地理要素的标识码。 其他各种地理要素在尚未发布国标前， 可参照GB/Tl4395-93的规则先行编制临时标识码，待国标颁布后再转换。 这项工作要求详细列出城市地理信息系统所应包容的全部标识码清单。

3.属性數据指标体系

城市地理信息属性数据，特别是专题信息的属性数据应设计统一、标准的指标体系。

属性数据指标体系的标准化设计包含两方面的内容： 一是针对某类图形数据的属性信息所作的属性项设计； 二是确定每个属性项的属性值指标。属性项设计是与业务管理内容紧密结合的， 一般也应有一套标准，但针对不同的城市，不同管理等级的用户， 其项目多少可以选择。一般都依据现有的国家标准、 行业标准或地方标准来确定本城市、本系统所涉及的属性项和属性值的标准分级或指标值。

4.数据分层方案

各类数据库或数据子库的数据，应根据具体情况和用户需求， 采用分层的办法存放。分层存放有利于数据管理和对数据的多途径快速检索与分析。

数据分层的原则为：①同一类数据放在同层； ②相互关系密切的数据尽可能放在同层； ③用户使用频率高的数据放在主要层，否则，放在次要层； ④某些为显示绘图或控制地名注记位置的辅助点、线或面的数据， 应放在辅助层；⑤基础信息数据的分层较细， 各种专题信息数据则一般放在单独的一层或较少的几层中。

基于上述原则，制定出统一的数据分层方案， 规定统一的层名、层号和数据内容等。

5.数据文件命名规则

—个城市地理信息系统包含有大量的数据文件。 为保证对数据文件进行有效管理和便于査询检索， 使其不发生混淆现象，应按一定规则对文件命名。 文件名称应能清晰地反映数据库的代码， 以及数据的层名、层号、图幅号和数据加工处理的阶段等。

为防止文件名称过于冗长，可以分两级管理，即将数据库代码、 图号或图名代码作为主目录名，其他部分作为主目录下的文件名。

6.统计单元

统计数据是城市信息系统的重要信息源之一，当前的统计数据受历史因素局限， 大多缺少能精确定位的标志，或者以较大的行政区（例如以县）为单位统计。 这样的信息仅限于统计分析计算，不能进行空间定位和空间分析。 某些统计数据基于特定的统计单元，可以进行空间定位， 但不同统计数据间因统计单元不相匹配而无法进行相关分析。 因此，现有统计数据往往不能完全适应现代空间信息系统的要求。 统计数据是城市地理信息系统不可缺少的组成部分， 特别是很多专题信息，都是用统计办法采集数据， 需要根据城市特点，设计统一的空间定位统计单元， 并相应地在统计表中增加统计单元代码数据项。 空间定位统计单元可以是规则的格网，也可以是根据一定条件划定的多边形， 视不同的数据内容而定。空间定位统计单元应当是稳定的和标准化的。

7.技术流程和质量控制

对一个城市地理信息系统而言， 其系统建设的整个流程及每个阶段的质量检査与质童控制应该是标准化的。 标准技术流程是建立在实践基础上的、最优化的工艺技术过程， 是保证系统建设进程和系统质量的重要手段。 大规模系统还可根据设计方案编写技术实施方案， 以控制和指导系统的开发工作。质量控制标准应该是多方面的， 从系统设计、数据源、数据采集、数据处理直至系统开发完成， 均应有严格的质量控制指标和检査措施。 不同系统的质量控制指标是不一样的，但必须有一系列标准用于控制。

8.地理信息描述数据

地理信息描述数据（Metadata for Geographic Information）是描述数据内容、 质量、状况和其他特征的数据，简单地说是关于数据的数据。

描述数据并不是一个新的概念，在日常工作中早已接触到， 如地图图例、图外注释、图书目录等，实际上都属于描述数据。 描述数据不同于数据字典。数据字典主要从数据存贮的角度来描述数据， 而描述数据描述的范围要广泛得多。如描述一个字段时， 描述数据不仅要描述其存储信息，还要说明其来源和可靠性等。 描述数据可以在数据、数据集、数据集系列这三个层次上实施。 描述数据也是一种数据，形式上与其他数据没有区别， 可以以数据存在的各种形式存在，它是城市地理信息系统数据的必要组成部分。

随着信息时代的来临，描述数据变得日趋重要。 大量的信息带来了数据处理、管理、使用和共享等方面的一系列问题， 描述数据便于人们直接或通过网络使用和了解数据， 使这些问题得到一定程度的缓解。城市地理信息同其他各种信息一样， 其数据集的数童、复杂程度和多样性也在迅速增长， 而且地理数据一般是由不同生产者生产，并提供给各种用户使用的， 很多数据又被多个用户多次使用， 因此为不熟悉数据的用户提供适当说明数据的文件资料即描述数据是十分必要的。

地理信息描述数据是按一定标准采集与组织的， 描述数据标准通过定义共同的术语、定义、元素、子集和扩充方法等， 规范各种数据集的描述数据内容，使地理信息数据得到更好的应用与有效的检索， 即数据生产者能更好地组织和管理数据， 用户可得到关于数据集的信息，以便找到能满足其需求的数据。

地理信息描述数据一般包括以下内容：数据集标识信息、数据质量、 数据源和处理说明、数据内容摘要、数据空间参照系统、数据分类、 数据分发信息以及与描述数据有关的其他信息等。 目前，国际、国内均在研究和制定描述数据标准。

在城市地理信息系统中按照标准建立描述数据库及其检索系统， 可实施城市池理信息的发布、査询和销售服务等业务。